掃描電子顯微鏡的工作原理及應(yīng)用

更新時(shí)間：2024-12-26

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結(jié)構(gòu)及工作原理

由于透射電鏡是TE進(jìn)行成像的，這就要求樣品的厚度需要保證在電子束可穿透的尺寸范圍內(nèi)。為此需要通過(guò)各種較為繁瑣的樣品制備手段將大尺寸樣品轉(zhuǎn)變到透射電鏡可以接受的程度。

能否直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進(jìn)行微觀成像，成為科學(xué)家追求的目標(biāo)。

經(jīng)過(guò)努力，這種想法已成為現(xiàn)實(shí)-----掃描電子顯微鏡(ScanningElectronicMicroscopy,SEM)。

SEM——利用極細(xì)電子束在被觀測(cè)樣品表面上進(jìn)行掃描，通過(guò)分別收集電子束與樣品相互作用產(chǎn)生的一系列電子信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大而成像的電子光學(xué)儀器。是研究三維表層構(gòu)造的有利工具。

其工作原理為：

在高真空的鏡筒中，由電子槍產(chǎn)生的電子束經(jīng)電子會(huì)聚透鏡聚焦成細(xì)束后，在樣品表面逐點(diǎn)進(jìn)行掃描轟擊，產(chǎn)生一系列電子信息（二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等），由探測(cè)器將各種電子信號(hào)接收后經(jīng)電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。

聚焦電子束對(duì)樣品表面掃描時(shí)，由于樣品不同部位表面的物理、化學(xué)性質(zhì)、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使電子束激發(fā)出的電子信息各不相同，導(dǎo)致顯像管的電子束強(qiáng)度也隨著不斷變化，最終在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的圖像。根據(jù)探測(cè)器接收的電子信號(hào)的不同，可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。

掃描電鏡分辨率可達(dá)50~100?，電子放大倍數(shù)可由十幾倍連續(xù)變化到幾十萬(wàn)倍。因此可以對(duì)樣品的整個(gè)表面進(jìn)行比較仔細(xì)的觀察。

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